k) Làm lạnh và tách cặn:
Mục đích:
- Hạ nhiệt độ dịch nha chuẩn bị cho quá trình lên men. - Cung cấp oxy cần thiết cho sự sinh trưởng của nấm men.
Tiến hành:
Dịch nha kết thúc quá trình lọc bã hoa, rồi đuổi nước nĩng 5 phút, sau đĩ hạ nhiệt nhanh bằng cách qua 2 thiết bị làm lạnh nhanh kiểu bản mỏng. Ban đầu dịch được hạ nhanh xuống 14 ÷ 15oC với tác nhân làm lạnh là nước lạnh 2oC. Rồi tiếp tục qua thiết bị làm lạnh thứ hai để hạ nhiệt độ xuống đến nhiệt độ lên men là 6÷8oC (theo yêu cầu của bên lên men) với tác nhân làm lạnh là glycol (3÷-5oC).
Ngay sau khi dịch đường được làm lạnh xuống đến nhiệt độ lên men thì được bổ sung thêm O2 với lưu lượng 17÷19 m3/h trong 60 phút hoặc lưu lượng 20÷21 m3/h trong 70 phút nhằm tạo điều kiện cho nấm men phát triển và tăng sinh khối nấm men trong quá trình lên men. Đồng thời cĩ bổ sung thêm Maturex một dạng chế phẩm của enzyme α- Acetolactate decarboxylaza để rút ngắn chu kỳ lên men và giảm hàm lượng diaxetyl.
Quá trình xảy ra:
- Sự hịa tan oxy vào dịch đường:
Để đảm bảo sự phát triển bình thường của nấm men thì dịch đường phải chứa oxy với hầm lượng khoange 6mg/l. Do đĩ, trong giai đoạn này cần phải bổ sung thêm oxy để cho nấm men cĩ thể phát triển tốt nhất.
Sự hịa tan oxy vào dịch đường phụ thuộc vào nhiệt độ, bề dày lớp dịch, nồng độ và cả sự cơ đặc của dịch đường. Độ hịa tan của oxy vào dịch đường tăng khi nhiệt độ tăng và nồng độ của dịch giảm. Cịn tốc độ liên kết hĩa học của nĩ lại giảm khi nhiệt độ của dịch giảm. Người ta thấy rằng, ở nhiệt độ lớn hơn 85oC lượng oxy chi phí cho các phản ứng này lớn hơn 5 lần so với ở 45oC. khi nhiệt độ nhỏ hơn 40oC các phản ứng này hầu như bị đình chỉ. Vì vậy, chỉ lên tiến hành nạp oxy cho dịch đường ở nhiệt độ thấp.
Khi làm lạnh dịch đường cĩ một phần nước bị bốc hơi. Do đĩ, thể tích lên men sẽ giảm và nồng độ của nĩ sẽ tăng. Nồng độ của dịch đường tăng lên nhiều hay ít phụ thuộc vào phương pháp và thiết bị làm lạnh, nĩ dao động khoảng 0,4 – 1,2%.
Thiết bị làm nguội:
Thiết bị: hệ thống làm nguội dịch đường ở điều kiện kín gồm hai bộ phận: thùng làm nguội kín và giàn làm lạnh kiểu kín.
Các sự cố kỹ thuật cĩ thể xảy ra:
- Hỏng hĩc thiết bị: do thiết bị khơng đồng bộ, thời gian hoạt động dài cần được thường xuyên tu sửa bảo dưỡng, cĩ thể đồng bộ lại trang thiết bị.
- Các thơng số quá trình nấu và nghiền khơng đúng yêu cầu kỹ thuật: do quá trình cấp liệu cĩ sai xĩt, hĩa chất được cấp vào khơng đúng nồng độ, người quản lý khơng theo dõi sát các thơng số quá trình, …
- Năng suất nấu khơng đạt: các quá trình cấp liệu, cấp nước khơng đạt, hao tổn trong quá trình nấu quá nhiều, nghiền chứa đạt,… cần chỉnh sửa ngay cho đúng yếu cầu.
- Dich nha nhiễm hĩa chất: nước cơng nghệ xử lý chưa đạt tiêu chuẩn: bỏ mẻ dịch hoặc dùng hĩa chất.
2.1.2.2. Lên men
Lên men là trung tâm của quá trình sản xuất bia, vì vậy các điều kiện được theo dõi rất nghiêm ngặt.
Men sau khi được lấy từ cơng ty tổng thì được pha với nước cơng nghệ, lưu trữ trong các tank chứa men ở 50C.
Quá trình lên men bia bao gồm hai giai đoạn là lên men chính và lên men phụ đều đựơc tiến hành trên cùng mơt tank.
A) Lên men chính.
a) Cơ sở khoa học.
Khi tiến hành lên men chính, một lượng lớn cơ chất mà chủ yếu là đường và dextrin bậc thấp bị nấm men hấp thụ để tạo thành rượu etylic, CO2 và các sản phẩm phụ.
Ngồi glucid bị tác động mạnh, các thành phần khác của dịch đường cũng chịu sự thay đổi lớn. Một phần bị nấm men đồng hĩa và biến đổi thành những chất khác, một phần chuyển thành trạng thái khơng hịa tan và bị tách ra ngồi dưới dạng kết lắng.
Một phần lớn chất hịa tan sẽ biến đổi thành rượu etylic và khí cacbonic, song song với quá trình này là quá trình tạo thành các hợp chất dễ bay hơi như: rượu bậc cao, este, aldehyt…một phần ít hơn do thay đổi điều kiện và ảnh hưởng của các quá trình khác đã kết lắng và bị loại ra ngồi. Các andehyt với hàm lượng thấp khơng gây ảnh hưởng đến mùi vị của bia, nhưng các dẫn xuất của nĩ như diaxety, actoine lại gây ảnh huongr lớn đến chất lượng của bia. Ngồi các chất trên, quá trình lên men cịn tạo ra các loại hợp chất khơng bay hơi khác như: acid hữu cơ, glixerin… Đồng thời quá trình lên men cũng làm kết tủa protein do sự thay đổi pH, kèm theo là sự tỏa nhiệt
b) Diễn biến quá trình lên men chính.
Nhiệt độ bắt đầu lên men chính là 6-8oC, thời gian lên men chính kéo dài khoảng 4÷7 ngày. Áp suất là 0 bar và cuối giai đoạn lên men chính dằn áp lên 0,5 bar. Đồng thời cĩ bổ sung thêm Maturex một dạng chế phẩm của enzyme α- Acetolactate decarboxylaza để rút ngắn chu kỳ lên men và giảm hàm lượng diaxetyl. Dịch đường sau khi bổ xung oxy được bơm sang tank lên men (tank nhỏ chứa được 3 mẻ, tank lớn chứa 7 mẻ) sau đĩ bơm nấm men từ tank chứa men (dạng men sữa hoặc men sữa tái sử dụng từ mẻ lên men trước). Trong q trình lên men chính chúng ta chỉ nên cấp 1 van glycol trên cùng để tạo sự đối lưu tốt trong tank lên men. Mỗi ngày xả cặn men và cặn hoa houblon một lần.
Quá trình lên men chia thành 4 giai đoạn:
- Giai đoạn đầu: Kéo dài 1÷2 ngày đêm. Ở giai đoạn này nấm men bắt đầu tăng sinh khối. Ở giai đoạn này hàm lượng chất tan giảm khoảng 0,3÷0,5%. Nhiệt độ tăng khoảng 0,5÷1oC.
- Giai đoạn 2: Kéo dài khoảng 2÷3 ngày đêm tiếp theo. Đặc điểm của giai đoạn này là nấm men phát triển đến mức cực đại. Ở giai đoạn này hàm lượng chất tan giảm khoảng 2÷2.5%, nhiệt độ tăng khoảng 1,5÷2oC.
- Giai đoạn 3: Là giai đoạn lên men mạnh nhất, kéo dài khoảng 2 ngày đêm tiếp theo. Hàm lượng chất tan giảm khoảng 2,5÷3%, nhiệt độ cĩ chiếu hướng tăng rất mạnh, do đĩ phải làm lạnh cục bộ để đưa về nhiệt độ ban đầu.
- Giai đoạn cuối: 2÷3 ngày cuối cùng. Tốc độ lên men giảm hẳn. Hàm lượng chất tan giảm 0,8÷1%, nhiệt độ giảm 3÷4oC. Ở giai đoạn này nấm men và nhiều cặn khác dần được kết lắng, bia non dần dần trong hơn.
Quá trình nhận dịch và lên men của chi nhánh cơng ty cổ phần bia Sài Gịn – Miền Trung tại Daklak:
Trước khi nhận dịch tiến hành cip bock men để làm sạch bock trước khi nhận men từ cơng ty tổng, xơng tank để đạt nhiệt độ lên men chính theo yêu cầu.
Dịch đường từ nhà nấu cĩ nhiệt độ 6÷8 oC, được cấp vào tank lên men để tiến hành giai đoạn vơ nước nha và cấy men. Khi men được cấp vào tank chứa men khoảng 5 phút thì men và maturex được cấp vào tank cùng một lúc bằng đường cấp men, sau đĩ đi vào đường cấp dịch. Maturex là enzym dạng lỏng, hơi sệt, cĩ màu nâu đậm, được bảo quản ở 4÷10oC.
Tại chi nhánh cơng ty cổ phần Bia Sài Gịn-miền Trung tại Daklak nhập maturex của Đan Mạch hoặc của Trung Quốc.
Chủng nấm men : Men lấy từ tổng cơng ty bia Sài Gịn.
Trong quá trình nấu bia tại chi nhánh cơng ty cổ phần Bia Sài Gịn_miền Trung tại Daklak độ hịa tan mong muốn là 13 oP.
Khối lượng men tùy thuộc vào người vận hành được cấp theo cơng thức sau:
100 100 . ( ) 100 M k V kg C a
C : độ đậm đặc (%)
M : Khối lượng men cần cấp (Kg) k : hệ số hiệu chỉnh ( 0,35 ≤ k ≤ 0,5) a : phần trăm tế bào chết (%)